Volkswagen do Brasil
Engª de Powertrain
O que é?
É um Novo Conceito de motorização que:
• Permite a utilização de álcool hidratado (E100),
gasolina (E22) ou qualquer mistura entre os dois;
• Se adapta automaticamente ao combustível
fornecido, não requerendo qualquer interferência do
motorista;
• É original de fábrica: não requer adaptações
posteriores à produção do carro.
Por que?
Permitir ao consumidor:
• TOTAL FLEXIBILIDADE ao consumidor na escolha
do combustível, a cada abastecimento:
– adequando
o
tipo
de
combustível
às
suas
necessidades:
 Autonomia desejada x Desempenho x Custo por Quilômetro (tipo de
percurso);
– aumentando o seu poder frente aos fornecedores de
combustíveis:
 Maior independência em relação a políticas de formação de preço pelos
fornecedores.
Por que?
Permitir ao consumidor:
• Eliminar
a
obrigatoriedade
de
escolher
o
combustível para longos períodos (na compra
do carro);
• Usar álcool sem medo de desabastecimento.
Como funciona?
Características dos dois combustíveis:
Gasolina (E-22)1:
Estequiometria:
13,8 : 1
Octanagem:
 81 (MON)
Pressão de Vapor2:  38 kPa
Poder calorífico: 9.600 kcal/kg
Calor de Vaporiz.: 101 kcal/kg
Densidade a 20ºC: 756 kg/m³
(1)
E22= Gasolina com 22%vol de etanol anidro
(2)
Método segundo Grabner a 20ºC
Álcool Hidratado:
Estequiometria:
8,9 : 1
Octanagem:
 90 (MON)
Pressão de Vapor2:  9 kPa
Poder calorífico: 6.100 kcal/kg
Calor de Vaporiz.: 201 kcal/kg
Densidade a 20ºC: 810 kg/m³
Como funciona?
Esquema Simplificado do Sistema de Gerenciamento:
Convencional:
Mede a
quantidade de ar
admitida pelo
motor
Calcula a
quantidade de
combustível
necessária para
mistura correta:
mcomb=mar/Esteq
Determina o ponto
ideal da centelha
•Comanda
a Injeção
•Comanda
disparo da
centelha
Confere o
resultado da
combustão
Como funciona?
Esquema Simplificado do Sistema de Gerenciamento:
Com a variação de combustível:
Mede a
quantidade de ar
admitida pelo
motor
Calcula a
quantidade de
combustível
necessária para
mistura correta:
mcomb=mar/ Esteq ??
Determina o ponto
ideal da centelha
Octanagem ??
•Comanda
a Injeção
•Comanda
disparo da
centelha
Confere o
resultado da
combustão
Como funciona?
Esquema Simplificado do Sistema de Gerenciamento:
Com o Total Flex:
Mede a
quantidade
de ar
admitida
pelo motor
Determina
qual
combustível
esta
chegando ao
motor:
•Estequiom.
•Octanagem
Calcula a
quantidade de
combustível
necessária para
mistura correta:
mcomb=mar/ Esteq
•Comanda
a Injeção
•Comanda
disparo da
centelha
Confere o
resultado da
combustão
Determina o ponto
ideal da centelha
considerando
Octanagem
SFS
Sensor de Combustivel:
SFS
Software Fuel Sensor
O SFS (Software Fuel Sensor) é a rotina computacional que determina
o tipo de combustível que está sendo queimado para que a ECU
adapte os parâmetros do motor;
SFS = Sinal da Sonda Lambda + Inteligência (software).
Função da Sonda Lambda:
O sinal da Sonda Lambda é usado para determinar se a mistura queimada
esta rica (excesso de combustível) ou pobre (excesso de ar);
Com isso a ECU mantém o motor funcionando sempre na mistura correta.
Lógica de Funcionamento do SFS:
Mudança do comb.
(e portanto da
Estequiometria)
Calcula a
quantidade de
combustível
necessária para
mistura correta:
Cálculo da
quant. de
combustível
necessária
p/ a
correção
mcomb=mar/ Esteq
Detecção
da mistura
incorreta
Determinação do novo combustível:
reconhecimento pela ECU das novas
caract. do novo combustível
Comparação das
quantidades de
combustível:
NOVA
vs
ANTIGA
Como funciona?
Por que o SFS é viável ?
1) Pelas propriedades físico-químicas do álcool e da
gasolina, não há possibilidade de separação de
fases no tanque;
-
Implica em que mudancas bruscas de combustível so podem
ocorrer no abastecimento;
2) O processo de reconhecimento do combustível
ocorre em curtíssimo tempo;
-
Em alguns segundos de operação (após religar o carro),
mesmo em marcha lenta, já é possível ao SFS reconhecer a
mudança de combustível.
Como funciona?
Características dos dois combustíveis:
Gasolina (E-22)1:
Estequiometria:
13,8 : 1
Octanagem:
 81 (MON)
Pressão de Vapor2:  38 kPa
Poder calorífico: 9.600 kcal/kg
Calor de Vaporiz.: 101 kcal/kg
Densidade a 20ºC: 756 kg/m³
(1)
E22= Gasolina com 22%vol de etanol anidro
(2)
Método segundo Grabner a 20ºC
Álcool Hidratado:
Estequiometria:
8,9 : 1
Octanagem:
 90 (MON)
Pressão de Vapor2:  9 kPa
Poder calorífico: 6.100 kcal/kg
Calor de Vaporiz.: 201 kcal/kg
Densidade a 20ºC: 810 kg/m³
A baixa pressão de vapor das misturas com alto % de álcool faz
necessária a presença de um sistema auxiliar de partida a frio;
Ao ligar a chave
de ignição:
ECU checa o
último
combustível
registrado
Teor Álcool >
80%?
Sim
Não
Não é acionado o sistema
auxiliar de partida
Temp. Motor <
20 ºC?
Não
Sim
Monitora a
ocorrência da
partida
Convencional
Mudanças no
Hardware:
Evolução da ECU
Total-Flex
1AVP
4AVP
45 pinouts
80 pinouts
µ Controller
68HC11
µ Controller
ST10S269
128KBytes EPROM
2,5Kbytes RAM
0,5KbytesEEPROM
4MHz
8 bits
256 kbytes Flash
8 kbytes RAM
2 kbytes EEPROM
25 MHz
32 bits
Ignição
1x Módulo Interno
Ignição
2x2 Módulo Interno
Drive by cable
Drive by cable
Distribuitor
Distribuitor Less
Placa com
tecnol.(SMD),
4-layers:
Área=130 cm2
Placa com
tecnol.(SMD),
4-layers:
Área=192 cm2
KR (Knock)
L9119
KR (Knock)
Sigma
Alterações no hardware do
motor EA-827:
– Novo comando de
válvulas:
• Melhoria da versão básica
do motor;
– Injetores c/
– faixa de trabalho
ampliada (20%),
– maior pressão (17%)
de injeção:
• Garante o fornecimento
da quantidade requerida
de combustível em altos
regimes;
• Garante a linearidade em
condições de baixo
consumo.
Alterações no hardware do
motor EA-827:
– Válvulas e sedes com
material mais resistente
ao desgaste:
• Válvulas Adm. e Escape:
Inserto em Stellite F;
• Anéis Assento de válvula:
CoMo12FS (alta dureza).
Alterações no hardware do
motor EA-827:
– Nova velas de ignição:
• Grau Térmico intermediário entre
Álcool e Gasolina;
• 2mm mais profundas na câmara
de combustão (combustão mais
rápida para maior eficiência e
estabilidade de M.Lenta);
• Garantia do prazo de manutenção
de 60.000 km.
Alterações no hardware do
motor EA-827:
– “Distributor-less”:
• Bobina dupla: maior energia
disponível nos eletrodos das
velas.
Alterações no hardware do
motor EA-827:
Tampa de sucção
Carcaça Intermediária
_ Camada anodizada de
maior espessura
_ Camada anodizada
de maior espessura
_ Selada a frio (verniz)
_ Selada a frio (verniz)
– Nova bomba de combustível:
• Proteção contra corrosão;
• Garantia de vazão para
qualquer condição de
operação.
Mancal
Conectores Elétricos
_ Sem Bucha
_ Sobre moldados (ao
invés de terminal-faca)
Pino de Enconto
_ Niquelado
_ Endurecido
Carcaça da bomba
Armadura
_ Banho de Sn (era Zn
+Cr)
_ Novo Commutator Carbon
_ Lamelas com banho de Sn
Tampa superior
_ Integrada
Alterações no “hardware” do veiculo:
Sistema de partida a frio
– Sistema de partida a
frio:
• Garantia de partida a
baixas temperaturas
com misturas de alto
% de álcool.
Alterações no “hardware” do veiculo:
– Sistema de controle
de emissões
evaporativas:
• Gerencia as emissões
das misturas de alta
pressão de vapor
(tendência a
evaporação).
Alterações no “hardware” do veiculo:
– Pré-conversor
catalítico (“close
cat”):
• Rápido aquecimento
do catalisador com
qualquer combustível,
para redução de
emissões na fase fria;
– Pós-cat :
 Garantia de
longevidade para o
sistema de controle de
emissões.
Pré-cat.
Pós-cat.
Resultados Obtidos
Dados
Técnicos:
Motor:
•Modelo
•Nº Cilindros / Disposição
•Nº Válvulas / Cilindro
AP-827 1.6L TF
4 / longitudinal
2
•Capacidade Volumétrica Efetiva (cm³)’
1.596
•Curso do Pistão (mm)
77,4
•Diâmetro do cilindro (mm)
81,0
•Relação de Compressão
10 : 1
•Comando de Válvulas (mm levante / º abertura)
•Injeção Eletrônica
•Número de injetores de combustível
•Sistema de Ignição
10,6 / 216
multiponto seqüencial
4
eletrônica / sem distribuidor
Veículo:
•Comprimento (mm)
3.916
•Altura (mm)
1.415
•Largura (mm)
1.628
•Capacidade do Tanque de Combustível (l)
51
•Capacidade do Reservatório de Partida a Frio (l)
1,8
•Capacidade da Bateria (Ah)
48
•Peso (kg)
932
•Cw x Área Frontal (m²)
0,34 x 1,93 = 0,656 m²
•Pneus
175 / 70 R13 (rd= 0,280 m)
•Rodas
5J x 13
160
80
140
60
120
40
100
20
80
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
1000 RPM
POTÊNCIA [kW]
TORQUE [Nm]
Curvas de Desempenho:
Gasolina
Álcool .
Por que maior potência com álcool?:
 Vd  RPM   H comb 
 * ar
Potência m t v * 
 * 
 120     esteq 
Álcool requer mais energia para
evaporar:
-Menor temperatura da mistura
(maior enchimento do motor);
Gasolina (E-22)1:
Estequiometria:
13,8 : 1
Octanagem:
 81 (MON)
Pressão de Vapor2:  38 kPa
Poder calorífico: 9.600 kcal/kg
Calor de Vaporiz.: 101 kcal/kg
Densidade a 20ºC: 756 kg/m³
(1)
E22= Gasolina com 22%vol de etanol anidro
(2)
Método segundo Grabner a 20ºC
Álcool Hidratado:
Estequiometria:
8,9 : 1
Octanagem:
 90 (MON)
Pressão de Vapor2:  9 kPa
Poder calorífico: 6.100 kcal/kg
Calor de Vaporiz.: 201 kcal/kg
Densidade a 20ºC: 810 kg/m³
Curvas de Eficiência Térmica em Plena Carga:
Eficiência Térmica [%]
(Aproveitamento da energia contida no combustível)
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
Rotação x 100 [rpm]
Álcool (E100)
Gasolina (E22)
60
70
Valores de Desempenho:
COM GASOLINA
(E-22)
COM ÁLCOOL
(AEHC)
Potência (kW @ rpm)
71 @ 5750
73 @ 5750
Torque (Nm @ rpm)
138 @ 3000
141 @ 3000
Velocidade Máxima (km/h)
183
184
Aceleração (s) 0 a 100 km/h
11,5
11,2
Retomada (s) 60 a 100 km/h - 4ª Marcha
9,7
9,6
Retomada (s) 60 a 100 km/h - 5ª Marcha
13,4
13,3
Retomada (s) 80 a 120 km/h - 4ª Marcha
10,5
10,4
Retomada (s) 80 a 120 km/h - 5ª Marcha
14,4
14,2
Consumo Combustível Urbano (km/l)
11,4
8,0
Consumo Combustível Estrada (km/l)
16,8
11,6
Consumo Combustível Ponderado (km/l)
13,8
9,6
Motor AP-827 1.6L TF
Quando rodar com álcool?
Quando rodar com gasolina?
R$/km com Álcool
R$/km com Gasolina
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
Vantagem rodar
com álcool
0,4
0,2
20
40
70%
60
Vantagem rodar
com gasolina
80
100
Preço Álcool / Preço Gasolina [%]
Urbano
Estrada
120
Quanto de IPVA?
IPVA dos veículos
Total Flex
igual
ao IPVA dos carros a
álcool:
3%
FIM
OBRIGADO !